CN110214806A - 速冻及解冻装置、制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传热技术领域，具体涉及一种速冻及解冻装置，该速冻及解冻装置包括导热板；导热板包括板壁中具有第一容纳腔的导热板，且所述导热板围绕形成具有第二容纳腔的盒体，第一容纳腔内形成有热管，第二容纳腔内填充有相变蓄能材料。本发明实施例中的速冻及解冻装置将相变蓄能材料和热管相结合，充分利用了热管的超导热性能和相变蓄能材料的潜热特性，实现鲜肉快速降温及升温的目的，使鲜肉的保鲜及解冻后的效果更好，从而可以速冻及解冻更多的鲜肉。

Description

速冻及解冻装置、制冷设备

技术领域

本发明涉及传热技术领域，具体涉及一种速冻及解冻装置、制冷设备。

背景技术

现有的加快鲜肉冷冻速度的技术是直接用一个金属盘来盛放鲜肉，利用金属良好的导热性从而对鲜肉进行降温；或者做一个金属夹层，两层金属间埋热管，增加导热性能，加快鲜肉冷冻速度。但是这种使用高导热金属盘的技术，在鲜肉较少时，虽然加快了鲜肉冷冻速度，但冷冻的效果有限(加快10-20％)，当鲜肉较多时，冷冻效果更差，达不到用户的心理要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本发明提出一种速冻及解冻装置、制冷设备，提高了鲜肉速冻及解冻的效率，使鲜肉的保鲜及解冻后的效果更好，从而可以速冻及解冻更多的鲜肉。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种速冻及解冻装置，该速冻及解冻装置包括板壁中具有第一容纳腔的导热板，且所述导热板围绕形成具有第二容纳腔的盒体，第一容纳腔内形成有热管，第二容纳腔内填充有相变蓄能材料。

为了实现上述目的，本发明第二方面还提供了一种制冷设备，包括如上所述的速冻及解冻装置。

与现有技术相比，本发明实施例中的速冻及解冻装置将相变蓄能材料和热管相结合，充分利用了热管的超导热性能和相变蓄能材料的潜热特性，实现鲜肉快速降温及升温的目的，使鲜肉的保鲜及解冻后的效果更好，从而可以速冻及解冻更多的鲜肉。

另外，根据本发明上述速冻及解冻装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，第一容纳腔内间隔设置若干个翅片，相邻的两个翅片与第一容纳腔的相对两侧的腔壁构成热管，翅片将第一容纳腔分割成若干个独立的热管管腔，热管管腔内填充有冷媒。

根据本发明的一个实施例，若干个热管管腔的体积相等。

根据本发明的一个实施例，盒体为立方体。

根据本发明的一个实施例，若干个翅片彼此平行。

根据本发明的一个实施例，相邻的两个翅片的侧边连接，且相邻的两个翅片与导热板的一侧内壁形成三棱柱。

根据本发明的一个实施例，相变蓄能材料的相变温度为-18℃～30℃，导热板的厚度为3～5mm。

根据本发明的一个实施例，盒体上的至少一块导热板的外表面设置石墨烯涂层。

根据本发明的一个实施例，导热板的厚度为3～5mm，热管管腔的两相对腔侧壁平行且相对腔侧壁之间的距离为0.5～0.7mm。

根据本发明的一个实施例，第二容纳腔的体积大于第一容纳腔的体积。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明一个实施例中速冻及解冻装置的侧视图；

图2为图1的立体图；

图3为图2在A-A’方向的截面图；

图4为图3在B处的局部放大图；

图5为本发明另一个实施例中速冻及解冻装置的截面图。

其中，附图标记如下：

速冻及解冻装置100；盒体11；导热板110；第二容纳腔111；热管管腔112；翅片12。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、元件和及或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、元件、部件、和及或它们的组合。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“底”、“前”、“上”、“倾斜”、“下”、“顶”、“内”、“水平”、“外”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中机构的不同方位。例如，如果在图中的机构翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。

如图1～4所示，根据本发明第一方面的实施例，本发明的第一方面提供了一种速冻及解冻装置100，包括板壁中具有第一容纳腔的导热板110，且导热板110围绕形成第二容纳腔111的盒体11，第一容纳腔内形成有热管，第二容纳腔111内填充有相变蓄能材料。

本发明实施例中的速冻及解冻装置100将相变蓄能材料和热管相结合，充分利用了热管的超导热性能和相变蓄能材料的潜热特性，实现鲜肉快速降温及升温的目的，使鲜肉的保鲜及解冻后的效果更好，从而可以速冻及解冻更多的鲜肉。

需要说明的是，导热板110可以选用金属材质的导热板，进一步优选地，导热板110可以选用导热性能较好、密度小且价格便宜的铝板。当然，导热板110的材料并不限于铝板，也可以是钢板或其他材质的导热板，只要能够达到导热的功能即可，本实施例在此不做限定，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。

继续参阅图3～4，根据本发明的一个实施例，第一容纳腔内间隔设置若干个翅片12，相邻的两个翅片12与第一容纳腔的相对两侧的腔壁构成热管，翅片12将第一容纳腔分割成若干个独立的热管管腔112，热管管腔112内填充有冷媒(图内未示出)。在本实施例中，盒体11可以是由六块导热板110拼接而成的立方体，热管管腔的两相对腔侧壁平行，具体地，第一容纳腔、第二容纳腔111可以是长方体腔体结构，若干个翅片12可以彼此平行，若干个翅片12将第一容纳腔分割成若干个独立的热管管腔112，热管管腔112为长方体，且若干个热管管腔112的体积可以相等。在本实施例中，导热板110的厚度可以为3～5mm，热管管腔的两相对腔侧壁之间的距离(即热管管腔的宽度)可以为0.5～0.7mm。

需要说明的是，盒体11也可以是其他形状，本发明实施例在此仅以立方体为例说明，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。

值得一提的是，热管管腔112中的冷媒可以是制冷剂，速冻及解冻装置100可以迅速和周围环境进行热交换，以使得将速冻及解冻装置100放入冰箱冷冻室或者冷库时，热食物位置附近的液态制冷剂受热吸热蒸发汽化(蒸发段)，蒸汽在微小的压差下流向微通道热管的另一端，并放出热量凝结成液体(冷凝段)，液体再沿微通道靠毛细力的作用流回蒸发段，如此循环不己，热量由热管的一端传至另一端，所述速冻及解冻装置100迅速降温，进而与放置其上的食品进行热交换，达到迅速冷冻食品的效果；将速冻及解冻装置100放于常温时，冷食物位置附近的汽态制冷剂遇冷放热冷凝液化(冷凝段)，液体沿微通道靠毛细力的作用流回另一端，液体吸收环境空气热量汽化(蒸发段)，蒸汽再在微小的压差下回流到微通道热管的另一端，如此循环不己，热量由热管的一端传至另一端，速冻及解冻装置100迅速升温，与放置其上冷冻的食品进行热交换，达到迅速将食品解冻的效果。

参阅图5，根据本发明的另一个实施例，相邻的两个翅片12可以相交，具体地，相邻的两个翅片12的侧边连接，且相邻的两个翅片12与第一容纳腔一侧腔壁形成三棱柱。

具体地，在本实施例中，导热板110可以是铝板，需要说明的是，导热板110也可以是铜板或铝合金板中的一种，本领域技术人员可以根据需要灵活选择导热板110的材料。

根据本发明的另一个实施例，盒体11上的至少一块导热板110的外表面设置石墨烯涂层(图内未示出)，石墨烯涂层的厚度可以为60um～90um。但是本发明并不以此为限，盒体11上的全部导热板110的外表面可以全部设置石墨烯涂层。

需要说明的是，石墨烯涂层可以通过喷涂工艺设置于盒体11的至少一块导热板110的外表面，具体地，石墨烯涂层可以取代原来导热板110外表面拉丝、阳极氧化等处理工艺，大大降低了成本，同时达到表面硬度强化、环保、食品级及外观件外观美观的等要求。另外本发明实施例中的导热主体为热管和相变蓄能材料，相比于导热板110的自身导热，本发明实施例利用相变蓄能材料以及热管中介质相变时的潜热快速吸收或释放大量热量，达到了快速变温，再加上石墨烯涂层的高导热，缩短了热量传递的时间，从而实现了提高速冻及解冻效率的目的。

在本发明的实施例中，第二容纳腔111的体积大于第一容纳腔的体积，第一容纳腔内布置有热管，使放置在导热板110上的食品将冷量或热量与外界环境进行高效的热交换，第二容纳腔中填充有相变温度为-18℃～30℃的相变蓄能材料，相变蓄能材料在本身发生相变的过程中，吸收环境中的热(冷)量，并在需要时向环境放出热(冷)量，从而控制温度的目的。具体地，相变蓄能材料可以是蓄冷液，其相变温度可以为-18℃～30℃，当速冻及解冻装置100需要速冻食物时，此时可以将相变蓄能材料的相变温度设置为-18℃，把鲜肉放置到速冻及解冻装置100上，将速冻及解冻装置100放入-20℃的冰箱冷冻室内，相变温度为-18℃的相变蓄能材料在冰箱内发生相变时可以吸收冷冻室内大量的冷量，进而将吸收的冷量传递给其上的食物，从而提高鲜肉食物的冷冻速度，其中，在鲜肉的冷冻过程中，鲜肉的对外换热分成以下三个部分：

1)鲜肉的上表面：鲜肉和冷空气对流换热；

2)鲜肉的下表面：鲜肉和速冻及解冻装置100的热传导换热；

3)鲜肉与周围热辐射(可忽略)。

本发明实施例中的速冻及解冻装置100主要是强化鲜肉对外换热的第二部分(即鲜肉的下表面与速冻及解冻装置100的热传导换热的热传导换热)来加快降温速冻。根据傅里叶热传导公式：

q₂＝K*A₂*(T₂-T_p)

由此可见，鲜肉与速冻与解冻装置100的热传导换热速度与A₂(鲜肉与速冻与解冻装置100的接触表面面积)、K(鲜肉和速冻与解冻装置100接触面热传导换热系数)、以及鲜肉与速冻与解冻装置100之间的温差T₂-T_p有关。

本发明实施例中的速冻与解冻装置100由于装了相变温度为-18℃的相变蓄能材料，相变蓄能材料在相变具有巨大的潜热，可以保证鲜肉冷冻至-18℃，最大程度的拉大了鲜肉与速冻与解冻装置100下表面之间的温差；同时速冻与解冻装置100是铝材质制备，同时由于其中设置了大量的热管，使鲜肉和速冻与解冻装置100发接触面热传导换热系数呈现数量级的增加，再加上石墨烯涂层的高导热，缩短了热量传递的时间，从而实现了提高速冻及解冻效率的目的。

相应地，当速冻及解冻装置100需要解冻食物时，假设环境温度为30℃，可以将填充的蓄能材料改成蓄热材料，其相变温度设置为略低于环境温度，比如27℃。把冷冻的食物放置到速冻及解冻装置100上，将速冻及解冻装置100室内环境中，相变温度为27℃的相变蓄能材料在环境中发生相变时可以吸收环境中大量的热量，进而将吸收的热量传递给其上的食物，从而提高鲜肉食物的解冻速度。

根据本发明第二方面的实施例，本发明的第二方面还提供了一种制冷设备，该制冷设备包括如本发明第一方面的实施例中所述的速冻及解冻装置，具体地，制冷设备可以是冰箱或冰柜。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种速冻及解冻装置，其特征在于；

包括板壁中具有第一容纳腔的导热板，且所述导热板围绕形成具有第二容纳腔的盒体，所述第一容纳腔内形成有热管，所述第二容纳腔内填充有相变蓄能材料。

2.根据权利要求1所述的速冻及解冻装置，其特征在于，所述第一容纳腔内间隔设置若干个翅片，相邻的两个所述翅片与所述第一容纳腔的相对两侧的腔壁构成所述热管，所述翅片将所述第一容纳腔分割成若干个独立的热管管腔，所述热管管腔内填充有冷媒。

3.根据权利要求2所述的速冻及解冻装置，其特征在于，若干个所述热管管腔的体积相等。

4.根据权利要求2所述的速冻及解冻装置，其特征在于，若干个所述翅片彼此平行。

5.根据权利要求2所述的速冻及解冻装置，其特征在于，相邻的两个所述翅片的侧边连接，且相邻的两个所述翅片与所述导热板的一侧内壁形成三棱柱。

6.根据权利要求1所述的速冻及解冻装置，其特征在于，所述盒体为立方体。

7.根据权利要求1所述的速冻及解冻装置，其特征在于，所述相变蓄能材料的相变温度为-18℃～30℃。

8.根据权利要求1所述的速冻及解冻装置，其特征在于，所述盒体上的至少一块导热板的外表面设置石墨烯涂层。

9.根据权利要求4所述的速冻及解冻装置，其特征在于，所述导热板的厚度为3～5mm，所述热管管腔的两相对腔侧壁平行且两相对腔侧壁之间的距离为0.5～0.7mm。

10.根据权利要求1～9任一项所述的速冻及解冻装置，其特征在于，所述第二容纳腔的体积大于所述第一容纳腔的体积。

11.一种制冷设备，其特征在于，包括如权利要求1～10任一项所述的速冻及解冻装置。